[发明专利]大型杯形件的热反挤压成型工艺

说明书

技术领域

本发明属于杯形件成型技术领域，具体涉及一种大型杯形件的热反挤压成型方法。

背景技术

反挤压成型技术是一种先进的少无切削的金属压力加工工艺，具有“高效、优质、低消耗”等特点，在技术上和经济上都有很高的使用价值。

杯形件是反挤压典型制件。对于杯形件的制备，目前国内外大都采用反挤压成型技术。由于反挤压成型过程中材料处于三向压应力状态，材料抗力较强，且金属流动时与凸模、凹模均有相对运动，摩擦力较大，对设备吨位要求较高。为减小成型力，较大一些的黑色金属反挤压制件都采用热反挤压成型技术，但据资料统计：黑色金属热反挤压冲头直径大都仍局限在100毫米之内。

为减小热反挤压成型力，专利申请“一种制作发电机护环热锻环坯的方法及模具(申请号为200510012565.2)”采取了坯料包套成形的方法来减小发电机护环热锻环坯时的成型力，专利申请“一种大型环筒类锻件热冲挤成型工艺及装置(申请号为200910074230.1)”采用把一次变形分开为多次变形的方法来减小大型环筒类锻件的热冲挤成型力，这些方法均可减小热反挤压成型力，达到“小设备干大活”的目的，但生产效率较低。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的缺点，提供一种大型杯形件的热反挤压成型工艺，有效降低大型杯形件热反挤压成型工艺的成型力，提高生产效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种大型杯形件的热反挤压成型工艺，工艺过程是与专用的模具结合进行的，其特征在于：所述热反挤压成型工艺的具体步骤是：

①将加热后的坯料放置在反挤压筒的盛料腔内；

②压力机压头下压，带动反挤压冲头接触到坯料；

③压力机压头继续下压，带动反挤压冲头压下坯料，反挤压筒在坯料的带动下沿底座的上端内腔的壁面开始向下滑动，并压缩n个均布的圆柱螺旋压缩弹簧，直到反挤压筒的下底面与底座的上端内腔的底平面相接触，n为正整数；

④压力机压头继续下压，带动反挤压冲头压下坯料，坯料由反挤压筒的盛料腔逐步被减径挤压到反挤压筒的反挤压腔内，直到坯料被全部减径挤压到反挤压腔内且坯料的底部与顶料杆的上表面贴合，此时坯料尚未开始反挤压成型，其高度为h，h为正数；

⑤压力机压头继续下压，带动反挤压冲头压入坯料，开始反挤压成型过程，部分金属被反挤向上流动，带动反挤压筒沿底座的上端内腔的壁面向上滑动，直到反挤压成型过程结束，此过程中坯料被反挤压成型为反挤压制件，反挤压制件的高度等于H，H为正数；

⑥压力机压头停止下压并反向提起，带动反挤压冲头、反挤压制件以及反挤压筒向上运动，反挤压筒的限位台阶的上表面与法兰的下表面相接触，反挤压筒被限制运动，而反挤压制件在继续向上运动的过程中被卸料板限制运动，脱离反挤压冲头，然后压力机的顶杆向上顶出，推动顶料杆向上顶出反挤压制件，反挤压制件脱离反挤压筒，随后被取出；

⑦压力机的顶杆向下收回、顶料杆在重力作用下向下滑动到与承压垫板接触，反挤压筒在n个均布的圆柱螺旋压缩弹簧的弹性力的作用下保持其限位台阶的上表面与法兰的下表面相接触的状态，模具恢复到初始状态；

⑧重复上述工艺步骤①到⑦，可连续不断地完成大型杯形件的热反挤压成型。

所述步骤①到⑦中，反挤压筒沿底座的上端内腔的壁面可滑动的最大距离等于a，对a的数值要求：大于反挤压制件的高度H与坯料被全部减径挤压到反挤压腔内与顶料杆的上表面贴合且尚未开始反挤压成型时的高度h的差值(H-h)的1.2倍，即a＞1.2(H-h)，a为正数。

所述步骤③结束时，反挤压筒沿底座的上端内腔的壁面向下滑动的距离等于a，确保反挤压筒在后续的反挤压成型过程中有足够的向上滑动的空间。

所述步骤⑤结束时，反挤压筒沿底座的上端内腔的壁面向上滑动的距离等于b，b为正数且b＜a，确保反挤压筒的限位台阶的上表面不与法兰的下表面相接触。

所述步骤⑦结束时，反挤压筒的下底面与底座的上端内腔的底平面距离等于a，保证后续工艺过程循环的正常进行。

所述步骤④中坯料由反挤压筒的盛料腔逐步被减径挤压到反挤压筒的反挤压腔内的减径挤压变形力F_减与所述步骤⑤中坯料被反挤压成型为反挤压制件的过程中的反挤压成型力F_反之间的关系应满足F_减＜0.2F_反，确保在减径挤压过程中不发生反挤压变形，其中F_减与F_反均为正数，具体数值均可由常规热挤压计算公式计算得出。

本发明的优点及积极效果是：